中文摘要：

微型磁传感器器件的出现为电力系统电流测量小型化、集成化提供了一种新的思路，本项目拟对新型电流传感器进行系统理论研究。首先探索基于电动力效应的微机械结构磁传感器原理及理论，建立微机械结构设计模型，研究微形变检测方法，进行可行性评估。然后建立适用于不同母排形状、交直流测量的能够排除任意干扰的磁- - 电流求解问题模型，同时为实用化寻求简化模型及其条件。进一步研究交流系统涡流现象的补偿理论、母排形状和微型传感器拓扑的优化理论以简化算法、提高模型干扰排除能力、扩大测量量程。最后研制样机进行试验研究，校核并修正相关模型、理论。提出的新型电流传感器是对传统电磁感应式电流互感器的一种创新，并且由于具有智能化、小型化及可集成化等特点将根本上改变电力系统电流测量方法，促进智能电器科学的发展及行业的进步。

结论摘要：

阵列传感式电流测量方法,具有体积小、成本低、数字化输出和交直流通用等若干优势，是电力系统大电流测量的重要发展方向之一，也是电器智能化研究的重要内容。本项目围绕阵列传感式电力系统电流测量相关理论展开研究。首先，建立了适用于交直流、任意母排形状、任意数量平行母排的微磁传感器阵列稳态电流测量数学模型，给出了模型系数的求解方法。结合物理现象与矩阵理论证明了该模型解的存在性，并提出了适用于可忽略涡流现象的电流测量系统的数学模型简化形式。其次，基于多传感器数据融合的理论，提出并研究了阵列传感式电流测量的间接求解方法，实现了多传感器在干扰磁场环境下测量直流电流的卡尔曼滤波算法。基于边界元分析方法建立了瞬态电流的阵列式测量方法的数学模型，通过对模型中变量的归一化、小参数幂级数展开及时空分量的分离，给出了迭代解法。针对阵列式电流测量系统中磁传感器阵列拓扑的设计，构建了以理论计算误差最小为目标，测量偏差最小等为约束条件的优化问题数学模型，得到了磁传感器阵列的最优化拓扑。设计了三种不同结构的微磁传感器方案，进行了参数化仿真和可制造性评估。开发了实验验证系统，通过大量实验验证了上述数学模型及算法的有效性。